CN207439976U - 一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台 - Google Patents

Abstract

一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，包括样品台基座，样品台基座其具体为一上、下表面均为长方形的水平基座，在该样品台基座的上表面的两侧各设置有呈相对且对称的试样插片台，而在样品台基座的底部设置有定位撑脚，试样插片台内设置有可调节高度的水平插片，将试样置于该水平插片上，电子探针再对试样进行组织分析。本实用新型可用于大尺寸试样的分析，且本实用新型采用凹槽+插片的调节方式，配合电子探针自身的能力，可分析不同高度的样品，装载速度快，空间利用率高，在同等样品台尺寸下可装载样品的最大高度更大；另外，本实用新型其凹槽深度的存在使得固定更为稳固，在高度方向的稳定性上明显高于现有技术的螺丝固定的方式。

Description

一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台

技术领域

本实用新型涉及分析、测量、计算仪器，尤其涉及一种应用于大尺寸试样组织分析的电子探针样品台，对大尺寸试样组织的定性及定量表征进行分析，析出相比例与铸锭表面距离的关系。

背景技术

目前，在各种试样组织的分析领域中经常使用到了一种电子探针，其原理是利用聚焦的高能电子束轰击固体表面，使被轰击的元素激发出特征X射线，然后按其波长及强度对固体表面微区进行定性及定量分析，该技术主要用来分析固体物质表面的细小颗粒或微小区域，其最小范围直径为1μm左右。现有技术下的电子探针有三种基本工作方式：点分析、线分析和面分析，其中面分析用于观察元素在选定微区内浓度分布，利用该功能可以对铸锭内组织的形状和分布进行定量分析，来研究冶炼工艺对组织的影响。

在各种冶金制品中，镍基合金、钛合金以及各种特种不锈钢与碳钢和普通不锈钢产品相比，其铸锭组织对最终产品的影响更为强烈，因此对于铸锭组织的定性和定量表征的需求也更为迫切。而由于电子探针主要用于微观区域内元素含量的定量和定性分析，因此现有技术下的各个样品台生产厂家的产品能装载的样品尺寸都很小，例如日本岛津的EPMA1720，其自带的样品台最大只能装载的试样，其尺寸过小，无法满足对于铸锭样品的分析。

公开号CN201620425695.2的中国专利，一种电子探针地质薄片样品台，涉及了电子探针的样品台设计，其设计思路是为了提高电子探针实验效率，减少更换样品的频率。原有样品台一次只能放置四个地质薄片(分析样品)，通过其连杆和分割杆的设计，其可以一次放置六个地质薄片。但该专利只是增加了样品放置数量和效率，还是无法针对大尺寸的试样。

公开号KR20130002196的韩国专利，给出了一种用于电子探针分析的固定板状试样的样品台，这种设计实现了大样品的装夹，可对大尺寸铸锭样品进行电子探针面分析，但其设计存在如下缺点：

1.其在水平方向上采用螺纹固定，这就要求固定面的螺纹端部和试样端部必须有良好的平行面，否则这种固定方式并不稳定，尤其当试样较重时，在长时间(2～3小时)的分析过程中试样会产生沉降，造成分析结果不稳定；

2.螺纹的固定方式限制了试样的尺寸，及试样长度方向的长度只能略小于夹具尺寸，如果相差太大，螺丝长度有限，则无法实现固定；

3.夹持方式无法进行较薄试样的分析，如果试样较薄，则螺丝加力固定时，会造成试样变形，产生凹度或凸度，而电子探针面分析时要求试样为平面，从而引起误差；

4.在样品下部设计了一个支撑部件，但这种设计反而限制了分析样品的最大高度。

综上所述，现有技术下的各种样品台，存在无法针对大尺寸的试样、固定方式不佳、试样尺寸受限、夹持方式容易引起误差和试样放置高度有限的问题，故现迫切需要一种新型的可用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台。

实用新型内容

为了解决上述问题，结合电子探针面扫描分析要求样品的分析面在高度方向上必须位于电子探针的工作距离上的工作原理，本实用新型提供了一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，采用本实用新型可以对不同尺寸、不同厚度的一个或多个大尺寸铸锭试样进行灵活、快速和高精度的组织表征。

本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，其具体结构如下所述：

一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，包括样品台基座，其特征如下所述：

所述的样品台基座其具体为一上、下表面均为长方形的水平基座，在该样品台基座的上表面的两侧各设置有呈相对且对称的试样插片台，而在样品台基座的底部设置有定位撑脚；

所述的试样插片台内设置有可调节高度的水平插片，将试样置于该水平插片上，电子探针再对试样进行组织分析。

根据本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，其特征在于，所述的试样插片台其具体为一垂直状台座，在两处试样插片台的相对的内侧面上呈等间隔的由上至下顺序设置有5～8组横向凸台和横向凹槽，水平插片则从水平方向插入两处试样插片台的等高度位置的横向凹槽，通过调节水平插片的不同插入高度，将置于水平插片上的不同大小试样获得适合的电子探针的扫描分析工作距离。

此处设计目的在于，样品台基座+两侧设置的试样插片台形成前视图为U型的电子探针样品台，U型相对的内侧面上呈等间隔的由上至下顺序设置的横向凸台和横向凹槽，配合了水平插片来调节不同的试样高度，使得试样的高度与电子探针可调距离中心面的高度差值不超过±3mm，随后配合电子探针的自我调节能力，使得试样的分析面位于电子探针的工作距离上，为随后的面扫描分析做好准备。

根据本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，其特征在于，所述的横向凸台和横向凹槽其具体尺寸为，横向凸台的厚度为2mm，横向凹槽的凹槽宽度为2mm，横向凸台与横向凹槽配合形成一个4mm的高度周期，即整个试样插片台的高度为20mm～32mm。

此处设计目的在于，当试样的分析面与电子探针的工作距离差距大于4mm时，可通过将水平插片上移或下移一个横向凹槽的使得两者之间的距离小于4mm。例如，当试样的分析面位于电子探针工作距离下方5mm时，可通过将水平插片上移一个横向凹槽，调整距离差为5-4＝1mm。而4mm以内的距离，可通过电子探针自带的±3mm调整能力，将试样的分析面调整到工作距离上。本实用新型的这个设计实现了小于样品台内测高度的任一高度试样都可以通过水平插片的调节和电子探针自身高度的调节，来使得试样的分析面位于电子探针的工作距离上，从而进行面扫描分析，且由于横向凹槽具有一定的深度，这样横向凹槽对于插片的约束就是一个面约束，而不是一个点约束，故对插入凹槽的水平插片起到了固定和提高刚度的作用，使得水平插片即使承载了较重的样品也不会发生弯曲，确保了样品在整个分析过程中在高度方向的稳定性。

使用本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台获得了如下有益效果：

1.本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，可用于大尺寸试样的分析，与现有技术下的圆形样品台相比，分析样品面积扩大至6倍；

2.本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，采用凹槽+插片的调节方式，配合电子探针自身的能力，可分析不同高度的样品，与现有技术相比其装载速度快，空间利用率高，在同等样品台尺寸下可装载样品的最大高度更大。

3.本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，其凹槽深度的存在使得固定更为稳固，在高度方向的稳定性上明显高于现有技术的螺丝固定的方式。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台的具体结构图

图2为本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台的无放置试样状态下的俯视图；

图3为本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台的立体图。

图中：1-样品台基座，2-试样插片台，2a-横向凸台，2b-横向凹槽，3-定位撑脚，4-水平插片，5-试样。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台做进一步的描述。

实施例

如图1至图3所示，一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，包括样品台基座1，样品台基座其具体为一上、下表面均为长方形的水平基座，在该样品台基座的上表面的两侧各设置有呈相对且对称的试样插片台2，而在样品台基座的底部设置有定位撑脚3；

试样插片台2内设置有可调节高度的水平插片4，将试样5置于该水平插片上，电子探针再对试样进行组织分析。

试样插片台2其具体为一垂直状台座，在两处试样插片台的相对的内侧面上呈等间隔的由上至下顺序设置有5～8组横向凸台2a和横向凹槽2b(本实施例中为5组)，水平插片4则从水平方向插入两处试样插片台的等高度位置的横向凹槽，通过调节水平插片的不同插入高度，将置于水平插片上的不同大小试样5获得适合的电子探针的扫描分析工作距离。

样品台基座1+两侧设置的试样插片台2形成前视图为U型的电子探针样品台，U型相对的内侧面上呈等间隔的由上至下顺序设置的横向凸台2a和横向凹槽2b，配合了水平插片4来调节不同的试样高度，使得试样5的高度与电子探针可调距离中心面的高度差值不超过±3mm，随后配合电子探针的自我调节能力，使得试样的分析面位于电子探针的工作距离上，为随后的面扫描分析做好准备。

横向凸台2a和横向凹槽2b其具体尺寸为，横向凸台的厚度为2mm，横向凹槽的凹槽宽度为2mm，横向凸台与横向凹槽配合形成一个4mm的高度周期，即整个试样插片台2的高度为20mm～32mm(本实施例中为20mm)。

当试样5的分析面与电子探针的工作距离差距大于4mm时，可通过将水平插片4上移或下移一个横向凹槽2b的使得两者之间的距离小于4mm。例如，当试样的分析面位于电子探针工作距离下方5mm时，可通过将水平插片上移一个横向凹槽，调整距离差为5-4＝1mm。而4mm以内的距离，可通过电子探针自带的±3mm调整能力，将试样的分析面调整到工作距离上。本实用新型的这个设计实现了小于样品台内测高度的任一高度试样都可以通过水平插片的调节和电子探针自身高度的调节，来使得试样的分析面位于电子探针的工作距离上，从而进行面扫描分析。

本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，其具体的实施使用过程如下：

1.取样：

基于分析的目的，在样品铸锭的横截面或者纵截面进行取样。典型的取样方式为穿过圆柱形铸锭纵截面圆心的取样、沿着方形铸锭的横截面的横向或纵向取样。如果需要研究组织的取向关系，则取样时应记录取样方向与铸锭边部的位向关系。

2.试样的机械加工：

将取得的样品铸锭进行机械加工至厚度小于20mm(本实施例中为20mm，即样品台能容纳最大厚度)，保证样品铸锭上下表面的平行度(设定为样品铸锭的上表面为分析面)，使用磨床磨平上下表面。将样品铸锭在分析面方向上切分成60mm长度的试样5，注意标记试样的上表面、分析方向和不同试样的相对位置，尤其是当分析项目与距铸锭表面存在关系，或者与位向存在关系的时候。

3.金相制样：

将第2步骤中获得的试样5进行磨抛，试样分析面无明显划痕，清洁无油污。

4.装载试样：

通过调整水平插片4的位置来改变装载试样5的高度，使得试样分析面与电子探针可调中心面的距离在±3mm内，然后通过电子探针自带调节能力调节样品分析面与工作距离重合。应注意，在水平方向上，确保每个分析试样的边缘与样品台边缘平行且距离一致，从而保证每个样品的分析数据具备可比性，消除分析位置引入的误差。

5.电子探针面分析：

设定电子探针面分析参数，如步长、分析元素、电流、电压等，进行电子探针面分析，分析统计结果。

本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，可用于大尺寸试样的分析，与现有技术下的圆形样品台相比，分析样品面积扩大至6倍；且本实用新型采用凹槽+插片的调节方式，配合电子探针自身的能力，可分析不同高度的样品，与现有技术相比其装载速度快，空间利用率高，在同等样品台尺寸下可装载样品的最大高度更大；另外，本实用新型其凹槽深度的存在使得固定更为稳固，在高度方向的稳定性上明显高于现有技术的螺丝固定的方式。

本实用新型的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，适用于各种大尺寸试样组织的分析领域。

Claims (3)

1.一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，包括样品台基座(1)，其特征如下所述：

所述的样品台基座(1)其具体为一上、下表面均为长方形的水平基座，在该样品台基座的上表面的两侧各设置有呈相对且对称的试样插片台(2)，而在样品台基座的底部设置有定位撑脚(3)；

所述的试样插片台(2)内设置有可调节高度的水平插片(4)，将试样(5)置于该水平插片上，电子探针再对试样进行组织分析。

2.如权利要求1所述的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，其特征在于，所述的试样插片台(2)其具体为一垂直状台座，在两处试样插片台的相对的内侧面上呈等间隔的由上至下顺序设置有5～8组横向凸台(2a)和横向凹槽(2b)，水平插片(4)则从水平方向插入两处试样插片台的等高度位置的横向凹槽，通过调节水平插片的不同插入高度，将置于水平插片上的不同大小试样(5)获得适合的电子探针的扫描分析工作距离。

3.如权利要求2所述的一种用于分析大尺寸试样组织的电子探针样品台，其特征在于，所述的横向凸台(2a)和横向凹槽(2b)其具体尺寸为，横向凸台的厚度为2mm，横向凹槽的凹槽宽度为2mm，横向凸台与横向凹槽配合形成一个4mm的高度周期，即整个试样插片台(2)的高度为20mm～32mm。